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Quantum GPS: Navegación con GPS cuánticos para evitar ataques de Jamming & Spoofing
Todos damos por hecho el punto azul en el mapa de nuestro móvil. Desde pedir un taxi
hasta guiar un misil, la civilización en nuestro tiempo ha delegado el sentido de la orientación en una
constelación de satélites que orbitan a 20.000 kilómetros de altura: el GPS. Pero, ¿y si te dijera que el talón de Aquiles de los ejércitos modernos es precisamente esa
dependencia? Este escenario es el que analiza en profundidad el artículo del MIT Technology Review
titulado ”Navegación cuántica para evitar los ataques al GPS militar”, una lectura que os
recomiendo encarecidamente para entender el contexto geopolítico actual.
El texto pone de manifiesto una realidad alarmante: en septiembre de 2025, un avión militar
español en ruta hacia Lituania sufrió un ataque mediante transmisiones de radio diseñadas
para bloquear su sistema de navegación. Aunque el incidente no terminó en tragedia, la
preocupación es mayúscula.
No se trata de un hecho aislado, sino de un ejemplo más en una
lista de miles de afectaciones registradas desde la invasión de Ucrania en 2022, parte de una
amplia campaña de interferencias electrónicas (principalmente rusas). Técnicas muy conocidas de un mundo en ciberguerra.
La vulnerabilidad reside en la física básica: las señales GPS, tras viajar miles de kilómetros desde el espacio, llegan a la Tierra con una potencia extremadamente baja, similar a un susurro.
La vulnerabilidad reside en la física básica: las señales GPS, tras viajar miles de kilómetros desde el espacio, llegan a la Tierra con una potencia extremadamente baja, similar a un susurro.
El problema: Navegar a ciegas
Esto las hace presas fáciles del Jamming (bloqueo por ruido) o, lo que es peor, del GPS Spoofing (falsificación). En este último caso, un barco podría creer que navega en aguas
internacionales cuando, en realidad, ha sido desviado sutilmente hacia territorio enemigo. Cuando falla el GPS, los vehículos militares recurren a ”sistemas inerciales”, y a las clásicas
brújulas y acelerómetros. Sin embargo, estos sistemas tienen un enemigo mortal: la deriva.
Como ya analizamos en el artículo sobre Sensores Cuánticos (Quantum Sensors), los sensores clásicos sufren ”ruido”
térmico e imperfecciones mecánicas. Un error de cálculo minúsculo al inicio se convierte en
una desviación de kilómetros tras una hora de vuelo. Es el equivalente a intentar caminar en
línea recta con los ojos vendados: inevitablemente, acabarás torciéndote.
Nuestro nuevo libro en 0xWord escrito por: Chema Alonso,
Figura 5: Esquema de los problemas y su solución con la navegación cuántica
La solución no es lanzar más satélites, sino dejar de mirar hacia arriba y empezar a mirar hacia abajo (o hacia dentro). Aquí es donde la física cuántica viene al rescate para crear lo que podríamos llamar la ”Brújula Inhackeable”.
Solución 1: El mapa imborrable de la Tierra
Imaginad que cada metro cuadrado del planeta tuviera una huella dactilar única. De hecho, la tiene: la corteza terrestre emite anomalías magnéticas sutiles que forman un mapa fijo e inalterable. Para leer este mapa no nos sirve una brújula convencional; necesitamos una sensibilidad extrema. Aquí entran en juego los diamantes cuánticos. Los científicos crean un defecto intencionado en la estructura del diamante, reemplazando átomos de carbono por nitrógeno y dejando un hueco conocido como ”vacante”.
El funcionamiento detallado de estas brújulas
cuánticas de diamante ya lo tratamos en el blog en el artículo ”Quantum Sensors: Cuandolo invisible se hace visible”, por lo que os invito a releerlo si queréis profundizar en este
tema. Con esta tecnología, el avión ya no necesita preguntar al satélite ”¿dónde estoy?”. Simplemente ”mira” hacia abajo, lee la huella magnética de la Tierra y la compara con
un mapa almacenado a bordo. No hay señal que bloquear, porque la Tierra no se puede
apagar.
Solución 2: Rastreo del movimiento de forma precisa
Se trata de una aproximación conceptualmente muy sencilla, recuerda al típico problema de matemáticas que nos ponían en el instituto con los trenes. Si conocemos nuestra posición inicial, velocidad, dirección y tiempo transcurrido, deberíamos ser capaces de calcular nuestra posición actual con exactitud matemática.
Este concepto, denominado formalmente navegación inercial, ha sido difícil de perfeccionar en la práctica. ¿El motivo? No teníamos sensores lo suficientemente estables. Cualquier incertidumbre, por pequeña que sea, se acumula exponencialmente. Los mejores dispositivos inerciales clásicos pueden desviarse hasta 20 km tras 100 horas de viaje. Sería como tener un reloj que se atrasa un minuto al mes; al cabo de un año, viviríamos en un huso horario de casi un cuarto de hora distinto al del resto del planeta.
Solución 2: Rastreo del movimiento de forma precisa
Se trata de una aproximación conceptualmente muy sencilla, recuerda al típico problema de matemáticas que nos ponían en el instituto con los trenes. Si conocemos nuestra posición inicial, velocidad, dirección y tiempo transcurrido, deberíamos ser capaces de calcular nuestra posición actual con exactitud matemática.
Este concepto, denominado formalmente navegación inercial, ha sido difícil de perfeccionar en la práctica. ¿El motivo? No teníamos sensores lo suficientemente estables. Cualquier incertidumbre, por pequeña que sea, se acumula exponencialmente. Los mejores dispositivos inerciales clásicos pueden desviarse hasta 20 km tras 100 horas de viaje. Sería como tener un reloj que se atrasa un minuto al mes; al cabo de un año, viviríamos en un huso horario de casi un cuarto de hora distinto al del resto del planeta.
Esta desincronización es inadmisible para la aviación. Aquí regresa la cuántica. Tal y comovimos al hablar de interferometría, podemos usar átomos fríos para realizar medidas con muchísima más precisión y libres de ruido. Recordad el ejemplo de los ”dos senderistas” cuánticos que recorren caminos distintos para medir diferencias sutiles. Esto es lo que precisamente ha hecho la empresa Inflection y que lo han probado ya en un avión adaptado en un centro de ensayos militar británico.
Además, para lograr una precisión en el tiempo absoluta, el sistema se apoya en un reloj óptico que, textualmente, ”pierde un segundo cada 2 millones de años”. Ya hemos hablado de la fascinante precisión de los relojes atómicos en el artículo de "Un Reloj Atómico Óptico del MIT con Optimización Cuántica para medir el Tiempo del Futuro", pero el hito de esta compañía es haber conseguido que funcionen en un entorno tan hostil y vibrante como el interior de un avión en vuelo.
Solución 3: Corrección mediante software
Existe una tercera y última vía, empleada por empresas como Q-CTRL. Su enfoque consiste en utilizar sensores cuánticos que, aunque pueden ser ”ruidosos” por sí mismos, se vuelven extremadamente robustos gracias a algoritmos de Machine Learning.
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| Figura 9: Libro de Machine Learning aplicado a Ciberseguridad de Carmen Torrano, Fran Ramírez, Paloma Recuero, José Torres y Santiago Hernández |
Para que esto funcione, el sistema debe entrenarse en condiciones reales. Q-CTRL equipó
una avioneta Cessna y tomó datos durante un año entero. Este banco de información es vital
para enseñar a la Inteligencia Artificial a separar la señal útil del ruido ambiental (vibraciones
del motor, turbulencias, etcétera).
El resultado es impresionante, logrando precisiones hasta 94
veces superiores a las de un sistema inercial convencional.
Conclusión
La tecnología que se describen en los papers académicos ya se está probando en el mundo real para evitar ataques al GPS militar. Estamos pasando de una navegación ”conectada” (dependiente de satélites vulnerables) a una navegación autónoma y pasiva. Los sensores cuánticos no emiten señales, no se pueden hackear y no necesitan mirar al cielo.
Conclusión
La tecnología que se describen en los papers académicos ya se está probando en el mundo real para evitar ataques al GPS militar. Estamos pasando de una navegación ”conectada” (dependiente de satélites vulnerables) a una navegación autónoma y pasiva. Los sensores cuánticos no emiten señales, no se pueden hackear y no necesitan mirar al cielo.
En el futuro, perder la cobertura no significará perderse. Simplemente, dejaremos de depender
de las estrellas artificiales para confiar en la certeza inmutable de los átomos. Si te gustan estos temas de Quantum Security, puedes participar, comentar y aprender en el Foro de Quantum Security al que puedes conectarte con tu cuenta de MyPublicInbox. Primero inicia sesión con tu cuenta de MyPublicInbox, y luego visita este enlace para poder entrar en el foro.
Además, aquí te dejo todos los artículos que he publicado en este blog sobre estos temas por si quieres leer con calma todo.
- Quantum Computing Cybersecurity Preparedness Act: Comienza la era de Ciberseguridad Post-Quantum en Estados Unidos
- Hamming Quasi-Cyclic (HQC-KEM): Nuevo Key-Encapsulation Mechanism en Post-Quantum Cryptography
- FrodoKEM: Un Key-Encapsulation Mechanism Quantum-Safe (PQC) que recibe su nombre por "El señor de los Anillos"
- La Gran Búsqueda de Números Primos de Mersenne en Internet para superar el mayor Número Primo conocido hasta la fecha
- Cómo acelerar los algoritmos de Inteligencia Artificial con Computadores Analógicos Ópticos (AOC)
- Premio Nobel en Física 2025: El trabajo del "Efecto Tunel" que trajo la cuántica a nuestro mundo y abrió la puerta a los ordenadores cuánticos
- Un Reloj Atómico Óptico del MIT con Optimización Cuántica para medir el Tiempo del Futuro
- Quantum Cryptography: Una comunicación con cifrado cuántico
- Factorización de RSA con un Optimizador de Quantum Computing (y Classic Computing)
- Cuánto del tráfico en Internet funciona con Post-Quantum Cryptography
- Algoritmo Cuántico de Grover: Un algoritmo de búsqueda optimizado por superposición cuántica
- Quantum Sensors: Cuando lo invisible se hace visible gracias al Mundo Cuántico
- Bitcoin vs Quantum Computers: Hora de pasar a Post-Quantum Cryptography
- El White Paper de MasterCard que urge a pasar a Quantum Safe: Post-Quantum Cryptography (PQC) & Quantum Key Distribution (QKD)
- Dyber: Hardware-Accelerated Post-Quantum Cryptography (PQC)
- Cómo ser Quantum Safe y desplegar Post-Quantum Cryptography (PQC) con Cloudflare
Espero que estos temas te estimulen a ir haciendo cada día más cosas con las tecnologías alrededor del mundo cuántico, porque cada día vamos a ver nuevos avances al respecto.
